專利名稱：高爐爐料粒度視頻檢測裝置及其檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高爐檢測技術，尤其是一種高爐爐料粒度視頻檢測裝置及其檢測方法。
背景技術：
在冶金行業(yè)的高爐煉鐵生產過程中，高爐用爐料，尤其是燒結礦及焦炭，入爐前都需要進行物理與化學分析。其中，爐料粒度的分布狀況，是一個非常重要的參數(shù)。根據(jù)高爐冶煉工藝，對爐料有著嚴格的要求，例如入爐的爐料粒度要均勻、爐料粒度要偏小、加入的爐料中的粉末要篩除、爐料中有害雜質含量要少等。不同粒度的原燃料裝入高爐，由于爐料會有填充作用，會使爐料的空間減少，透氣性差。而爐料粒度均勻則會提高爐料透氣性，提高爐料間接還原度，這對高爐生產的節(jié)能、高產具有積極的意義。 目前，一般高爐爐料的粒度分析，大多是采用傳統(tǒng)簡易的機械方法。例如，采用樣勺或斗狀容器，每隔一定時間取樣一次，送至篩分機分級，分出的各粒級送入稱量漏斗過秤，通過計算得出爐料粒度大小的分布狀況。由此可見，采用傳統(tǒng)的檢驗方法進行爐料的粒度分析，不但繁鎖費時，而且效率極低，不能滿足現(xiàn)代化大生產的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種準確、快捷和高效的高爐爐料粒度視頻檢測裝置及其檢測方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明高爐爐料粒度視頻檢測裝置包括安裝在高爐供料系統(tǒng)輸送皮帶機上方的成像裝置和照明裝置、為成像裝置和照明裝置提供防塵保護的防護套、為成像裝置和照明裝置提供穩(wěn)定電源的現(xiàn)場控制箱、用以分析處理視頻圖像的視頻圖像處理與顯示裝置、控制現(xiàn)場控制箱和視頻圖像處理與顯示裝置的室內控制箱、為室內控制箱提供穩(wěn)定電源的凈化電源、聲光報警裝置以及設置在視頻圖像處理與顯示裝置和聲光報警裝置之間的信號轉換器。一種高爐爐料粒度視頻檢測方法，其是通過上述高爐爐料粒度視頻檢測裝置實現(xiàn)的。采用這樣的結構后，本發(fā)明利用成像設備對輸送皮帶上的爐料進行圖像采集，再由視頻圖像處理與顯示裝置對視頻數(shù)據(jù)進行分析和處理，計算出爐料粒度的大小和分布狀況，使高爐操作者快速、準確地獲取爐料粒度的相關信息。該裝置具有準確、快捷和高效的特點，能夠替代現(xiàn)有的落后檢測工藝，對指導高爐操作及提高工藝控制水平具有重要作用。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖I為本發(fā)明高爐爐料粒度視頻檢測裝置的構成示意圖；圖2為利用前端成像裝置和照明裝置拍攝高爐傳送皮帶上物料的視頻圖像；
圖3為提取出圖像中的大塊顆粒后的圖像；圖4為多幅小塊爐料顆粒的圖像拼接后的圖像；圖5為去掉小塊爐料顆粒圖像間邊緣縫隙后的圖像。
具體實施例方式參見圖I至圖5，本發(fā)明高爐爐料粒度視頻檢測裝置包括安裝在高爐供料系統(tǒng)輸送皮帶機上方的成像裝置I和照明裝置2、為成像裝置I和照明裝置2提供保護的防護套3、為成像裝置I和照明裝置2提供穩(wěn)定電源的現(xiàn)場控制箱4、用以分析處理視頻圖像的視頻圖像處理與顯示裝置5以及控制現(xiàn)場控制箱4和視頻圖像處理與顯示裝置5的室內控制箱6、為室內控制箱6提供穩(wěn)定電源的凈化電源7、聲光報警裝置8以及設置在視頻圖像處理與顯示裝置5和聲光報警裝置8之間的信號轉換器9。所述成像裝置I為工業(yè)攝像機；所述照明裝置2的光源為機器視覺光源。 所述防護套3包裹在成像裝置I和照明裝置2的外圍且僅在該防護套3的前端設置有一開口，所述成像裝置I能夠通過該開口攝取圖像，所述照明裝置2能夠通過該開口為成像裝置I攝取圖像提供光源，所述防護套3為氣體吹掃式防護套，在其內部設置有一氣體吹掃裝置，氣體由內向外吹掃，其中吹掃介質為壓縮空氣，所述壓縮空氣的壓力為O. 3
0.4MPa，入口溫度蘭35°C。為成像裝置I和照明裝置2安裝防護套3的主要目的是避免粉塵落到成像裝置I前端的鏡頭上和照明裝置2前端的玻璃片上，進而提高攝取圖像的質量。通過上述高爐爐料粒度視頻檢測裝置進行高爐爐料粒度視頻檢測的方法包括如下步驟I)利用成像裝置I和照明裝置2，拍攝高爐輸送皮帶機上爐料顆粒的視頻圖像，如圖2所示；2)將上述拍攝的視頻圖像輸入到視頻圖像處理與顯示裝置5中進行分析處理；3)所述視頻圖像處理與顯示裝置5利用爐料顆粒之間的陰影部分，可以區(qū)分出不同的爐料顆粒，分析爐料顆粒圖像，計算其大小，但是由于爐料顆粒表面高低不平、粒度大小不一，在光照條件下，必然有陰影區(qū)域，這樣在圖像處理時就不太容易識別出來，因此，需要先提取出圖像中的大塊爐料顆粒，如圖3所示；4)將提取出大塊爐料顆粒后的圖像分為3X3的小區(qū)域，采用自適應閾值的二值化方法，識別出圖像中的小塊爐料顆粒，再采用分割算法將粘連在一起的小塊爐料顆粒分割開，從而得到幾幅小塊爐料顆粒的圖像并將得到的圖像拼接起來，如圖4所示；5)經過技術處理，再將大塊和小塊兩張爐料顆粒圖像合并,去掉小塊爐料顆粒圖像間邊緣的縫隙，就可以得到處理后的圖像，如圖5所示；6)對處理后的圖像中的爐料顆粒進行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，得到分析結果；7)在得到的結果中，如果爐料顆粒外形尺寸大于工藝規(guī)定值時，聲光報警裝置8能自動發(fā)出報警信號，若爐料顆粒外形尺寸不大于工藝規(guī)定值時，聲光報警裝置8不發(fā)出報警信號。綜上所述，本發(fā)明的內容并不局限在上述的實施例中，本領域的技術人員可以在本發(fā)明的技術指導思想之內提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1.一種高爐爐料粒度視頻檢測裝置，其特征在于包括安裝在高爐供料系統(tǒng)輸送皮帶機上方的成像裝置(I)和照明裝置(2)、為成像裝置(I)和照明裝置(2)提供防塵保護的防護套(3)、為成像裝置(I)和照明裝置(2)提供穩(wěn)定電源的現(xiàn)場控制箱(4)、用以分析處理視頻圖像的視頻圖像處理與顯示裝置(5)、控制現(xiàn)場控制箱(4)和視頻圖像處理與顯示裝置(5)的室內控制箱(6)、為室內控制箱(6)提供穩(wěn)定電源的凈化電源(7)、聲光報警裝置(8)以及設置在視頻圖像處理與顯示裝置(5)和聲光報警裝置(8)之間的信號轉換器(9)。
2.按照權利要求I所述的高爐爐料粒度視頻檢測裝置，其特征在于所述成像裝置(I)為工業(yè)攝像機。
3.按照權利要求I所述的高爐爐料粒度視頻檢測裝置，其特征在于所述照明裝置(2)的光源為機器視覺光源。
4.按照權利要求I所述的高爐爐料粒度視頻檢測裝置，其特征在于所述防護套(3)包裹在成像裝置(I)和照明裝置(2)的外圍且僅在該防護套(3)的前端設置有一開口，所述成像裝置(I)能夠通過該開口攝取圖像，所述照明裝置(2 )能夠通過該開口為成像裝置(I)攝取圖像提供光源，所述防護套(3)內部設置有一氣體吹掃裝置，氣體由內向外吹掃，其中吹掃介質為壓縮空氣。
5.一種通過上述高爐爐料粒度視頻檢測裝置實現(xiàn)的高爐爐料粒度視頻檢測方法，其包括如下步驟 1)利用成像裝置(I)和照明裝置(2)拍攝高爐輸送皮帶機上爐料顆粒的視頻圖像； 2)將上述拍攝的視頻圖像輸入到視頻圖像處理與顯示裝置(5)中進行分析處理； 3)所述視頻圖像處理與顯示裝置(5)利用爐料顆粒之間的陰影部分，區(qū)分出不同的爐料顆粒、分析爐料顆粒圖像并計算爐料顆粒大小，然后提取出圖像中的大塊爐料顆粒； 4)將提取出大塊爐料顆粒后的圖像分為3X3的小區(qū)域，采用自適應閾值的二值化方法，識別出圖像中的小塊爐料顆粒，再采用分割算法將粘連在一起的小塊爐料顆粒分割開，得到幾幅小塊爐料顆粒的圖像并將得到的圖像拼接起來； 5)經過技術處理，再將大塊和小塊兩張爐料顆粒的圖像合并，去掉小塊爐料顆粒圖像間邊緣的縫隙，得到處理后的圖像； 6)對處理后的圖像中的爐料顆粒進行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，得到分析結果； 7)在爐料顆粒外形尺寸大于工藝規(guī)定值時，聲光報警裝置(8)自動發(fā)出報警信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐爐料粒度視頻檢測裝置及其檢測方法，包括安裝在高爐供料系統(tǒng)輸送皮帶機上方的成像裝置和照明裝置、防護套、現(xiàn)場控制箱、視頻圖像處理與顯示裝置、室內控制箱、凈化電源、聲光報警裝置以及設置在視頻圖像處理與顯示裝置和聲光報警裝置之間的信號轉換器。采用這樣的結構后，本發(fā)明利用成像設備對輸送皮帶上的爐料進行圖像采集，再由視頻圖像處理與顯示裝置對視頻數(shù)據(jù)進行分析和處理，計算出爐料粒度的大小和分布狀況，使高爐操作者快速、準確地獲取爐料粒度的相關信息。該裝置具有準確、快捷和高效的特點，能夠替代現(xiàn)有的落后檢測工藝，對指導高爐操作及提高工藝控制水平具有重要作用。
文檔編號C21B7/24GK102827984SQ201210326300
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權日2012年9月6日
發(fā)明者張海根 申請人:天津市三特電子有限公司